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Comment les satellites « low-cost » transforment le spatial

Défense : la stratégie européenne contre les collisions spatiales

Sophy Caulier, journaliste indépendante
Le 27 avril 2021 |
4 mins de lecture
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Défense : la stratégie européenne contre les collisions spatiales
Pascal Faucher
Pascal Faucher
président du Consortium des États membres de l'Union européenne sur la surveillance et le suivi spatiaux
En bref
  • Aujourd’hui, un risque sur deux de collision en orbite basse est dû à seulement deux évènements : la destruction volontaire d’un satellite chinois en 2007, et la collision entre deux satellites (russe et américain) en 2009.
  • Ces débris contraignent les équipes au sol à réaliser des manœuvres d’évitement : en 2020, les Européens ont dû en réaliser 31.
  • Pour régler le problème des débris spatiaux, l’Europe lancera en mai 2021 le European Union Space Surveillance and Tracking (EU SST).
  • L'objectif de ce programme : protéger les infrastructures spatiales européennes des collisions - intentionnelles ou accidentelles.

Vous présidez le pro­gramme européen Euro­pean Union Space Sur­veil­lance and Track­ing. De quoi s’agit-il ?

Pas­cal Fauch­er. EU SST, pour Euro­pean Union Space Sur­veil­lance and Track­ing, est un pro­gramme civ­il géré par un con­sor­tium de sept États mem­bres (la France, l’Alle­magne, l’I­tal­ie, l’Es­pagne, la Pologne, le Por­tu­gal et la Roumanie). Il est assez sin­guli­er que la Com­mis­sion demande à des pays de s’or­gan­is­er entre eux pour gér­er et pro­pos­er une sorte de « ser­vice pub­lic » à tous les usagers européens. Avec le nou­veau cadre financier pluri­an­nuel de l’Eu­rope et le nou­veau règle­ment de l’E­space, lancé en mai 2021, le pro­gramme va lui aus­si être renou­velé. Nous sommes en dis­cus­sion avec 19 États mem­bres pour établir de nou­veaux partenariats.

SST est né pour faire face aux risques crois­sants de col­li­sion entre les objets spa­ti­aux. Ces risques men­a­cent de plus en plus les économies et les citoyens européens. En effet, nous dépen­dons tou­jours plus d’ap­pli­ca­tions de nav­i­ga­tion, de com­mu­ni­ca­tion et d’ob­ser­va­tion relayées par des satel­lites, et qui pour­raient être sérieuse­ment endom­magées par une col­li­sion. Une seule de ces col­li­sions peut génér­er des mil­liers de nou­veaux débris. Le rôle du con­sor­tium est de fournir des ser­vices à valeur ajoutée pour assur­er la sécu­rité des opéra­tions, et ain­si con­tribuer à la via­bil­ité à long terme des activ­ités spa­tiales. En d’autres ter­mes, nous pro­té­geons nos infra­struc­tures en orbite con­tre les risques accidentels.

Quelles sont vos mis­sions, et de quels moyens dis­posez-vous pour les men­er à bien ?

Nous four­nissons plusieurs ser­vices : l’é­val­u­a­tion des risques de col­li­sion et le suivi des ren­trées d’ob­jets spa­ti­aux à risque dans l’at­mo­sphère ter­restre, ain­si que la détec­tion et la car­ac­téri­sa­tion des frag­men­ta­tions en orbite. Pour cela, nous dis­posons d’un réseau d’une cinquan­taine de cap­teurs au sol, radars et téle­scopes essen­tielle­ment d’o­rig­ine mil­i­taire, sci­en­tifique ou com­mer­cial, et per­me­t­tant de suiv­re les objets spa­ti­aux, mais aus­si de moyens de traite­ment des don­nées. Le cen­tre d’or­bitogra­phie opéra­tionnelle (COO) du CNES à Toulouse recueille les don­nées et sur­veille en per­ma­nence les orbites des satel­lites européens. 

Depuis env­i­ron deux ans, les États mem­bres con­soli­dent une base de don­nées com­mune, dont le but est de partager quo­ti­di­en­nement des mil­liers de mesures sur les objets spa­ti­aux. La fusion de ces don­nées nous per­met d’aboutir à un pre­mier cat­a­logue européen d’or­bites des objets spa­ti­aux. Jusqu’à présent, l’Eu­rope a util­isé beau­coup de don­nées mil­i­taires fournies par la défense améri­caine, qui fait référence en la matière. Il faut dire que les États-Unis ont énor­mé­ment investi, et depuis longtemps, et que la moitié des satel­lites en activ­ité – civils, mil­i­taires ou com­mer­ci­aux – sont améri­cains. L’un des objec­tifs de SST est d’élever le niveau capac­i­taire et de con­stru­ire une autonomie stratégique de l’Eu­rope dans ce domaine afin d’as­sur­er la résilience et la pro­tec­tion des infra­struc­tures européennes, en pre­mier lieu les flag­ships Galileo et Coper­ni­cus, mais aus­si de pou­voir fournir des ser­vices fiables à ses partenaires.

Et cela prend forme. Par exem­ple, fin févri­er 2021, un risque de col­li­sion a été détec­té entre un satel­lite Galileo, en orbite à 20 000 km, et un étage de lanceur, donc un débris. Treize cap­teurs du réseau de SST ont été activés et ont con­fir­mé une prob­a­bil­ité de col­li­sion très forte. L’opéra­teur a décidé le 6 mars de manœu­vr­er le satel­lite pour le protéger.

Com­ment, et par qui la déci­sion est-elle prise dans ces cas-là ?

SST pro­pose un ser­vice d’in­for­ma­tion : nous mon­trons aux opéra­teurs quel est le risque, et où il se situe. Nous cal­cu­lons et leur four­nissons le « time of clos­est approach » – le moment où les deux objets seront le plus proche l’un de l’autre  –, la « miss dis­tance » et la « radi­al sep­a­ra­tion »  – des infor­ma­tions sur la dis­tance entre les deux objets  –, ain­si que la « scaled prob­a­bil­i­ty of col­li­sion » – la prob­a­bil­ité de col­li­sion. Ain­si infor­més, ce sont eux qui pren­nent la déci­sion de lancer une manœu­vre d’évite­ment… ou non, si le seuil de risque fixé par l’opéra­teur n’est pas large­ment dépassé. Un satel­lite coûte cher, par­fois des cen­taines de mil­lions d’eu­ros, et tout opéra­teur respon­s­able préfèr­era manœu­vr­er en cas d’alerte de col­li­sion, plutôt que de pren­dre le risque de per­dre un satellite.

De plus, il est sou­vent pos­si­ble de syn­chro­nis­er la manœu­vre de pro­tec­tion du satel­lite avec la manœu­vre de main­tien à poste, qui est effec­tuée en moyenne une fois par mois. Il y a tou­jours beau­coup d’in­cer­ti­tudes. Nous four­nissons des approx­i­ma­tions pour localis­er les objets, mais ceux-ci sont soumis à dif­férents frot­te­ments qui font que les orbites ne sont jamais hyper pré­cis­es. Cela dit, plus nous avons d’in­for­ma­tions, plus nous pou­vons être pré­cis sur l’or­bite d’un objet spa­tial. Aujour­d’hui, nous dis­posons de 17 mil­lions de mesures pour 9 500 objets orbitaux.

À quelle fréquence des risques sont-ils détectés ?

En 2020, sur une flotte de 148 satel­lites que nous sur­veil­lions alors – nous en sur­veil­lons 213 à présent – nous avons détec­té 377 « high inter­est events », c’est-à-dire des événe­ments haute­ment risqués, ce qui a don­né lieu à 31 manœu­vres d’évite­ment. Les risques, et de fait les manœu­vres, sont rares en orbites haute ou moyenne. Ils sont beau­coup plus fréquents en orbite basse, où se situe la très grande majorité des objets spa­ti­aux et des débris, à cause de deux événe­ments majeurs qui ont créé des mil­liers de débris dans cette orbite déjà encom­brée. Un risque de col­li­sion sur deux en orbite basse est lié à l’un de ces deux événe­ments : l’ex­plo­sion du satel­lite météorologique obsolète chi­nois – volon­taire­ment détru­it en 2007 par la Chine à l’aide d’un mis­sile anti­satel­lite –, et la col­li­sion en 2009 entre le satel­lite sovié­tique dés­ac­tivé Kos­mos et le satel­lite de com­mu­ni­ca­tion améri­cain act­if Iridium.

Notre mis­sion est d’as­sur­er la pro­tec­tion de tous les satel­lites act­ifs. Cepen­dant, le risque con­cerne par­fois des débris inertes, et nous sommes impuis­sants. Cela s’est pro­duit récem­ment. Le 7 avril, nous avons détec­té un risque en orbite basse, à 780 km d’alti­tude, entre des débris de deux satel­lites inertes, un russe et un améri­cain. La prob­a­bil­ité de col­li­sion était très élevée. Finale­ment, le 9 avril, les deux objets se sont frôlés à quelques mètres. Mais ils auraient pu explos­er et créer une mul­ti­tude de nou­veaux débris !